SLM专用Al-Si-Mg系铝合金成分设计、工艺制备及性能研究

发布时间：2021-01-10 05:20

　　Al-Si-Mg系铝合金具有强度高、密度小和热传导性优良等特点,是较为成熟的轻量化材料。选择性激光熔化（SLM）技术可实现复杂金属零件的一次近净成型,获得的成型件具有力学性能优异、尺寸精度高、表面质量好等特点,在航空航天、医疗器械等领域前景广阔。SLM成型过程中,激光与合金粉末剧烈交互作用,粉末瞬间熔化和凝固,熔体冷却速率达10³-10⁶ K/s,可大幅增加合金化元素的固溶度,增加力学性能。SLM成型铝合金研究较晚,现阶段所用SLM成型Al-Si-Mg系铝合金主要基于传统铸造合金成分,合金化元素含量有限,无法大幅度提高合金性能,扩大应用领域。基于此,本课题依据“团簇+连接原子”模型在传统A357(Al_91.72-93.06Si_6.25-7.24Mg_0.5-0.78)合金成分上设计获得高Mg含量的Al_90.18Si_8.31Mg_1.5合金新成分,探索不同SLM成型工艺和热处理条件对Al_90.18... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 铝合金的现状
        1.1.1 Al-Si-Mg合金概述
        1.1.2 Al-Si-Mg合金的性质和应用
    1.2 增材制造技术简介
    1.3 选择性激光熔化技术概括
        1.3.1 基本原理
        1.3.2 选择性激光熔化的优势
        1.3.3 选择性激光熔化的作用机理
        1.3.4 选择性激光熔化技术应用
    1.4 选择性激光熔化铝硅合金的研究现状
    1.5 主要研究内容
第2章 试验设备及材料表征方法
    2.1 试验设备介绍
    2.2 显微形貌及物相表征方法
        2.2.1 金相显微镜（OM）表征
        2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）分析
        2.2.3 X射线衍射物相（XRD）分析
        2.2.4 透射电子显微镜（TEM）分析
    2.3 基本性能测试方法
        2.3.1 维氏硬度测试
        2.3.2 压缩及拉伸性能测试
        2.3.3 摩擦磨损性能测试
        2.3.4 电化学腐蚀性能测试
第3章 Al-Si-Mg系合金成分设计及粉末分析
    3.1 “团簇+连接原子”模型的提出
    3.2 试验所用铝合金粉末成分设计
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末性能分析">    3.3 Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末性能分析
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末的化学元素组成">        3.3.1 Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末的化学元素组成
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末的显微形貌">        3.3.2 Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金粉末的显微形貌
    3.4 本章小结
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金成型性的研究">第4章 SLM工艺参数对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金成型性的研究
    4.1 工艺参数探索
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金性能的影响">    4.2 工艺参数对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金性能的影响
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金密度的影响">        4.2.1 扫描速度对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金密度的影响
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金孔隙率的影响">        4.2.2 扫描速度对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金孔隙率的影响
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金成型试样表面的影响">        4.2.3 扫描速度对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金成型试样表面的影响
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金显微组织的影响">        4.2.4 扫描速度对Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金显微组织的影响
    4.3 SLM制备试样组织分析
        4.3.1 显微组织分析
        4.3.2 物相分析
    4.4 SLM沉积试样力学性能分析
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金显微硬度分析">        4.4.1 SLM沉积Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金显微硬度分析
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样压缩性能分析">        4.4.2 SLM沉积Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样压缩性能分析
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样拉伸性能分析">        4.4.3 SLM沉积Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样拉伸性能分析
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样断口形貌分析">        4.4.4 SLM沉积Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金试样断口形貌分析
    4.5 本章小结
90.18Si_8.31Mg_1.5 合金组织及性能的影响">第5章 热处理对SLM制备Al_90.18Si_8.31Mg_1.5 合金组织及性能的影响
    5.1 300℃热处理不同时间对SLM沉积试样组织及性能的影响
        5.1.1 显微组织
        5.1.2 物相分析
        5.1.3 显微硬度
        5.1.4 压缩性能
    5.2 不同热处理温度对SLM沉积试样组织及性能的影响
        5.2.1 显微组织
        5.2.2 显微硬度
        5.2.3 压缩性能
        5.2.4 拉伸性能
        5.2.5 拉伸断口形貌
        5.2.6 摩擦磨损性能
        5.2.7 电化学腐蚀性能
    5.3 150℃保温不同时间对SLM沉积试样组织及性能的影响
        5.3.1 显微组织
        5.3.2 物相分析
        5.3.3 显微硬度
        5.3.4 拉伸性能
        5.3.5 拉伸断口形貌
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：2968138